Les bactéries lactiques

Les bactéries lactiques

Généralités

Le dromadaire fait partie des animaux cité dans le Coran comme un miracle. Il ne s’agit pas seulement d’un moyen de transport important, mais le lait de chamelle exhibe un effet unique pour le traitement de certaines maladies telles que le paludisme, la jaunisse, les troubles gastro-intestinaux et de la forte toux (pneumonie) (Alokk et al., 2015)Le nom « dromadaire » dérive du terme grecque « dromados » qui veut dire course. Pour son utilisation dans le transport (Souilem & Barhoumi, 2009). Le dromadaire appartient à la famille des camélidés, qui sont des mammifères artiodactyles d’origine nord-américaine, mais ils ont disparu de ce continent alors qu’ils se répandaient en Amérique du Sud, en Asie, puis en Afrique, où ils ont survécu pour donner naissance aux espèces modernes (Siboukeur, 2007).
L’effectif camelin L’effectif camelin occupe une place importante dans le monde, un totale de 34.829.875 têtes a été estimé en 2017 (FAO, 2019). Cet effectif est répartir sur les deux continents
(Asie et Afrique), avec 30.126.003 têtes en Afrique et plus de 4 millions têtes en Asie. Elle représente les dromadaire avec deux bosses et mono-bosses. En outre, l’effectif Algérien qui évolue de plus de 100000 têtes durant cette dernière décennie pour atteint 381.882 têtes (Tableau 1). Plus de 70% du chaptel est localisé dans les régions sahariennes (Adrar, Bechar, El Oued, Ghardaïa, Illizi, Ouargla, Tamanrasset, Tindouf), et le reste dans les régions steppiques (Batna, Biskra, Djelfa, El Bayadh, Khenchela, Laghouat, Messila, Naama, Tebessa). L’élevage du dromadaire dans le monde est orienté vers son utilisation dans le transport, la production de viande, de peau et surtout du lait (Gizachew et al., 2015). En Algérie, l’élevage est surtout orienté vers la production du lait. Le lait produit est généralement consommé à l’état cru ou fermenté (Boudjenah-Haroun et al., 2012).
Le lait de chamelle Les Camelidae habitent principalement dans les régions désertiques et semi-désertiques, les populations camélines sont réparties en Algérie et dans d’autres pays africains, pays arabes, Inde, Mongolie et région nord-ouest de la Chine (Jiri et al., 2009). Le lait de chamelle cru non pasteurisé ou lait fermenté (tels que suusac) constituent un élément important de l’alimentation quotidienne des nomades de l’Est, des pays africains tels que le Kenya et la Somalie (Farah et al., 2007). Au Soudan, le lait de chamelle cru non pasteurisé et le lait fermenté (gariss) sont largement consommés par les communautés pastorales vivant dans les régions arides et semi-arides (Ashmaig et al., 2009). Traditionnellement, le lait de chamelle fermenté et sont également populaire en Chine (shubat) (Shuangquan & Miyamoto 2004). La production journalière du lait par chamelle en Algérie atteint 17 litres/j. selon FAO, (2019), la production annuelle durant l’année 2016 a affichée presque 5 millions litres.
Définition Le lait de chamelle, généralement opaque et blanc, a un goût acceptable. Le lait a normalement un goût sucré et fort, mais il peut aussi parfois avoir un goût salé, En raison du type de plantes consommées dans le désert par les chamelles (Omar & Hamada, 2010). Le lait de chamelle a des propriétés uniques de ses protéines, acides gras, plus riches en micro-minéraux et en vitamine C comparés aux laits d’autres espèces animales tel que le lait bovin (Gorakh et al., 2017). La durée de conservation du lait de chamelle cru est de 8-9 h à 37 ° C et de plus d’une semaine à 4-6 ° C (Gorakh et al., 2017). Composition de lait de chamelle Les variations dans la composition du lait de chamelle peuvent être attribuées à plusieurs facteurs tels que les méthodes analytiques, la zone géographique, les conditions nutritives, la race, le stade de lactation, l’âge et le nombre de vêlages. L’origine géographique et les variations saisonnières sont des facteurs qui influencent . la plupart des changements dans la composition du lait de chamelle par rapport aux autres femelles laitières (Tableau 2) (Andreja et al., 2015).
L’eau La quantité d’eau dans le lait de chamelle varie de 81,4 à 87%. Leur alimentation et la consommation d’eau ont la plus grande influence sur la teneur en eau du lait de chamelle.
Les vitamines Parmi les vitamines hydrosolubles, le lait de chamelle est riche en niacine et en vitamine C. Il est révélé que le lait de chamelle contenait trois à cinq fois plus de vitamine C que le lait bovin. La valeur moyenne en vitamine C présente dans le lait de chamelle est de 34,16 mg (Mal et al., 2012), tandis que la teneur en B 6 et B 12 est assez similaire Protéines % Graisse% Lactose
à celle du lait de vache mais plus élevée que celle du lait maternel. La teneur en vitamine A (100-380 μg/L) du lait de chamelle serait inférieure à celle du lait de vache (Wang et al., 2011). Les protéines  Lysozymes Le lysozyme est une protéine protectrice plus élevée dans le lait de chamelle que le lait de vache. Il a une activité antibactérienne elevée envers les bactéries les Gram positives (Gul et al., 2015).  Immunoglobulines Les immunoglobulines du lait de chamelle contribuent à la lutte contre les infections. Les Ig de la chamelle sont capables de pénétrer dans les tissus et les cellules. En raison de leur taille réduite, un dixième de la taille des anticorps humains, peut donc facilement passer au lait du chamelle en lactation, peut passer la BHE, et facilement absorbé de l’intestin dans la circulation générale. (Gader & Abdulquader, 2016) . De plus, le taux d’immunoglobuline G dans le lait de chamelle est de 1,64 mg.mL-1, que 0,70, 0,67, 0,55, 0,63 et 0,86 mg.mL-1 respectivement pour les chèvres, les vaches, les moutons, les buffles et le lait maternel (El-agamy et al., 2009).  Lactoferine La lactoferrine est une glycoprotéine qui a la capacité de lier deux cations métalliques (de préférence Fe 3+) aux sites de liaison structurellement proches. La majorité de la lactoferrine est nécessaire au transport ou au stockage du fer et possède des propriétés antioxydants. La teneur en lactoferrine du lait de chamelle (0,22 mg/ml) était significativement plus élevée que celle du lait de chèvre, de brebis, de buffle et de vache (Abbas et al., 2013). La lactoferrine fait partie des protéines protectrices présentes dans le lait de chamelle avec une concentration plus élevée et empêche ainsi la prolifération microbienne et l’invasion de pathogènes (Hosam et al., 2013). Etude bibliographique 12  Lactoperoxydase La lactoperoxydase exerce une activité de promotion de la croissance, une activité anti tumorale, et une relation étroite (71%) avec la thyroïde peroxydase humaine impliquée dans l’iodation et le couplage dans la formation des hormones thyroïdiennes (Mullaicharam, 2014). La lactoperoxydase a une activité bactéricide principalement sur les bactéries à Gram négatif telles que Escherichia coli, Salmonella et Pseudomonas (Abbas et al., 2013). La microflore du lait de chamelle Les premiers rapports ont indiqué que la composition de la microflore bactérienne du lait de chamelle et ses produits traditionnels étaient dominée par des espèces de LAB appartenant à plusieurs genres différents  Récemment, afin d’améliorer la fermentation traditionnelle spontanée et pour développer des cultures starters appropriées pour une production plus sûre des aliments traditionnels, plusieurs espèces de LAB ont été isolées et identifiées à partir du lait de chamelle par différents instituts de recherche et dans différents pays et régions.
Transformation du lait camelin Contrairement aux différents laits issus des mammifères domestiques, le lait de chamelle est peu transformé en fromage et autres dérivés laitiers. L’inaptitude à la coagulation de ce lait par la présure bovine a entrainé une sous exploitation du lait
camelin qui est souvent consommé à l’état cru ou fermenté comme il a été rapporté par Yagil et al. (1984). Cette difficulté de transformation du lait de chamelle est due à une structure différente et teneur réduite en caséine kappa (Farah & Farah-Reisen, 1985).  La crème glacée aurait été produite avec succès à partir de lait de chamelle en utilisant un mélange de 12% de matières grasses, 11% de solides de lait non gras (MSNF) et 37% de solides totaux (Abu-Lehia et al. 1989). Par exemple l’augmentation de la teneur en matières grasses et MSNF dans le mélange conduit à une augmentation en viscosité. Ces produits à base de lait de chamelle ont été fabriqués à l’échelle du laboratoire, mais certaines sont généralement produit à plus grande échelle dans les zones pastorales pendant la haute saison de production de lait ou lorsque la production de lait est supérieure à celle requise pour les humains et les jeunes chamelons. Ces produits ne sont pas encore suffisamment développés pour atteindre un objectif commercial, et il est également nécessaire d’examiner l’acceptabilité de ces produits. Il y a eu plusieurs tentatives pour produire du fromage à partir de lait de chamelle, mais la plupart de ces essais ont été infructueux et ont donné des résultats contradictoires. Cependant, les problèmes liés à la production de fromage comprennent :
2. Caillebotte faible. Ceci est probablement dû à la faible teneur en solides totaux du coagulum, en particulier la caséine (El-Zubeir & Jabreel, 2008). D’autres raisons pourraient être dues à la petite taille des globules graisse de chamelle (2,99 mm) comparée avec celui de bovin (El-Zeini, 2006) ou peuvent être due à la faible élasticité et à la grande fragilité de la texture de gel (Ramet, 2001). La caséine de lait de chamelle contienne un plus grand nombre de grosses micelles (200-500 nm) par rapport au lait de vache (220-300 nm); il en résulte la formation d’un coagulum moins ferme pendant la transformation du fromage (Farah et Rüegg, 1989).
3. Action de la présure. Le coagulum obtenu à partir de lait de chamelle par l’action de la présure bovine a montré une fragilité et une hétérogénéité structurelle (Farah & Rüegg, 1989).
4. Rendement du fromage. Le fromage blanc à base de lait de chamelle dans les procédés conventionnels donnait jusqu’à 12% de rendement, qui est 50% inférieur à celui des fromages à pâte molle produits à partir de lait de vache (El-Zubeir & Jabreel, 2008). Plusieurs facteurs ont été rapportés pour améliorer la cagulation du lait de chamelle, y compris l’ajout de chlorure de calcium (El-Zubeir & Jabreel, 2008). L’utilisation d’extraits d’enzymes gastriques de chameau (Siboukeur, Mati & Hessas, 2005) et de la présure au lieu la présure bovine a entraîné une meilleure coagulation. Cela pourrait être attribué à la teneur en pepsine de la préparation de présure utilisée. Une teneur plus élevée en pepsine dans la présure accélère le temps de coagulation (Wangoh et al., 1993).
L’addition de cultures de yaourt ou d’autres bactéries lactiques avec la présure dans le lait de chamelle pour faciliter la coagulation du lait de chamelle en augmentant la teneur en acide lactique et en améliorant le caillé (Gassem et Abu-Tarboush, 2000), tandis que l’ajout de culture de yaourt ou d’autres bactéries lactiques seul au lait de chamelle n’a pas coagulé le lait (Gassem & Abu-Tarboush, 2000). D’autres études ont indiqué que la diminution du pH à 5,6 et l’augmentation de la température jusqu’à 42°C a entraîné une réduction du temps de coagulation du lait de chamelle (Siboukeur et al. 2005). Le mécanisme derrière la réduction du temps de coagulation du lait de chamelle lorsque l’abaissement du pH pourrait être dû à l’augmentation de la charge de neutralisation  et les changements de conformation produites dans la phase secondaire de la coagulation (Mehaia & Cheryan, 1983), alors que l’augmentation de la température augmente le taux d’agrégation des micelles et la formation d’un réseau de gel à travers les interactions hydrophobes (Kowalchyk & Olson, 1977). En augmentant la concentration de présure jusqu’à 70 fois a également été rapportée à accélérer la coagulation du lait de chamelle (Ramet, 1989). La nécessité d’une concentration élevée de présure pour coaguler le lait de chamelle pourrait être due à la présence des inhibiteurs de protéase spécifiques dans le lait de chamelle et/ou une caséine particulière de structure micellaire limitant l’accès de la protéase au k-CN.

Les valeurs thérapeutiques du lait de chamelle

Le lait de chamelle ne fournisse pas que des sources nutritionnelles mais aussi il est reconnu comme un potentiel thérapeutique de plusieurs maladies comme la jaunisse, l’asthme, tuberculose et leishmaniose (Abdelgadir et al., 1998). Ce potentiel peut être attribué à plusieurs composants bioactives du lait de chamelle (Agrawal et al., 2007). L’activité antibactérienne Le lait de chamelle inhibe à la fois les bactéries Gram-positives et Gram-négatives, y compris Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus et Salmonella typhimurium (Kumar et al., 2017). L’action inhibitrice du lait de chamelle contre L. monocytogenes, S. aureus et E. coli a été attribuée à la présence de lactoperoxydase, de peroxyde d’hydrogène et de lysozyme, respectivement. La croissance de Salmonella typhimurium est inhibée par la lactoferrine à travers la liaison du fer et la rendant indisponible pour sa croissance (Ochoa & Cleary, 2009). Le potentiel de la lactoferrine du lait de chamelle pour sa capacité à inhiber la prolifération de la lignée cellulaire du cancer du côlon a été rapporté par Habib et al. (2013). La concentration de lysozyme, de lactoferrine et d’immunoglobulines dans le lait de chamelle est plus élevée que dans le lait bovin (El-Fakharani et al., 2008). L’activité antimicrobienne de ces molécules  est toutefois perdue dans le lait de chamelle  Le lait de chamelle fermenté (Gariss) avec le Bifidobacterium lactis a été rapporté d’avoir un effet hypocholestérolémique in vivo sur les rats (Elayan et al., 2008).

Effet antidiabétique

La consommation du lait de chamelle a été observé d’avoir un effet sur la prévalence faible du diabète en Inde (Agrawal et al., 2007) aussi bien que les rats (Sahani et al., 2005). Cependant, le diabète de type 1 est causé par la destruction auto-immune des cellules bêta du pancréas productrices d’insuline ou un dysfonctionnement des récepteurs de l’insuline à la surface cellulaire. Mais comme le lait de chamelle contient des protéines réparatrices de tissus, le problème est guéri (Kula & Dechasa, 2016). Effet hypoallergique Récemment, le lait de chamelle a été proposé comme alternatif pour nourrir les petits enfants allergiques au lait de vache à la place du lait maternelle (El-Agamy et al., 2009).

Effet anticancéreux

Il a été démontré que le lait de chamelle déclenche l’apoptose (mort cellulaire) dans le cancer du sein humain et les cellules cancéreuses du foie (Wernery & Yagil, 2012). En outre, le lait de chamelle par ses propriétés antigénotoxiques, améliore l’indice mitotique des cellules de la moelle osseuse anticytotoxiques par l’inhibition des micronucléés érythrocytes polychromatiques (Salwa & Lina, 2010). Les propriétés fonctionnelles de lactoferrine de lait de chamelle, la principale protéine liant le fer de lait, qui a montré une réduction de 56% de la croissance de cancer colorectal. Il interagit avec les ligands polysaccharidiques sur les surfaces cellulaires et peut activer des voies
de signalisation cellulaire telles que la Fas, entraînant l’inhibition de la croissance tumorale via apoptose (Habib et al., 2013).

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Table des matières

Introduction
1. Introduction
Etude bibliographique
1. Le dromadaire
Généralités
L’effectif camelin
Le lait de chamelle
Définition
Composition de lait de chamelle
Les vitamines
Les protéines
La microflore du lait de chamelle
Transformation du lait camelin
Les valeurs thérapeutiques du lait de chamelle
L’activité antibactérienne
Effet antidiabétique
Effet hypoallergique
Effet anticancéreu
2. Les bactéries lactiques
Généralités
Diversité et classification
Métabolisme des carbohydrate
Utilisation des bactéries lactiques
Les industries agro-alimentaires
Utilisation thérapeutique
3. Le genre Leuconostoc 
Généralités
Classification et distribution
Ecologie des Leuconostoc
Génome du Leuconostoc
Les applications de Leuconostoc comme culture starter dans les aliments
Les viandes
Les produits laitiers
Les fruits et les légume
4. Les bactériocines produites par les bactéries lactiques
Généralités
Classification
Classe I ou “Lantibiotics”
Sous-classe Ia
Sous-classe Ic
Classe II “ Les peptides non modifiées
Sous-classe IIa
Sous-classe IIb
Sous-classe IIc
Classe III
Sous-classe IIIa
Sous-classe IIIb
Classe IV
Mode d’action
5. Les fonctionnalités technologiques, thérapeutiques et de performance
Les aptitudes technologiques
L’activité acidifiante
Le pouvoir probiotique
Le pouvoir antibiofilm
Les aptitudes de performance
La non pathogénicité
Résistance aux bactériophages
Résistance aux traitements mécanique
Innocuité
Aptitude à la congélation et à la lyophilisation
Matériels & méthodes
6. Cadre de l’étude
7. Collecte des échantillons
8. Prélèvement et purification des isolats bactériens
9. Conservation des isolats bactériens
10. Identification et caractérisation des isolats bactériens
Identification phénotypique des isolats bactériens
Caractères culturaux et morphologiques
Caractères physiologiques
Croissance à différentes températures
Tolérance à la salinité
Tolérance au pH
Caractères biochimiques
Test catalase
Type fermentaire
Hydrolyse d’arginine
L’utilisation du citrate
Production du dextrane
Production d’acétoïne
Identification génotypique des souches bactériennes
Extraction et purification d’ADN génomique
Amplification du gène ARNr 16S par PCR
Visualisation par électrophorèse sur gel d’agarose (2.5%
Préparation des produits de PCR pour le séquençag
Le séquençage partiel du géne ARNr 16S
Phylogénie moléculaire du géne ARNr 16S
Identification protéomique des souches bactériennes
11. Criblage des souches de Leuconostoc bioactives
Etude des fonctionnalités technologiques
Etude du pouvoir acidifiant
Mesure de l’acidité
Etude du pouvoir arômatique
Dosage des substances aromatiques
Etude du pouvoir texturant
La quantification des EPS chez les souches fortement productrices
Etude du pouvoir probiotique
Tolérance au stress acide
Tolérance aux sels biliaires
Survie dans un tractus intestinal simulé
Pouvoir non hémolytique
Résistance aux antibiotiques
Pouvoir antimicrobien
La mise en évidence des substances antimicrobiennes
Extraction des substances antimicrobiennes
Purification par chromatographie liquide haute performance en phase
inverse (RP-HPLC)
Etude du pouvoir antioxydant
12. L’application des souches bioactives et leurs métabolites
La mise en évidence de l’activité antibiofilm
Préparation des substances antimicrobiennes
Croissance en microplaque de 96 puits
La bioconservation d’une matrice alimentaire (La viande de bœuf fraîche)
Préparation d’un film d’emballage antimicrobien
La conservation de la viande de bœuf
L’application in situ des souches de Leuconostoc
L’application ex situ des bactériocines des souches de Leuconostoc
13. Analyse statistiques des données
Résultats & discussions
1. Prélèvement, isolement et pré-identification des souches
Isolement et caractérisation des isolats
Caractérisation phénotypique
Caractérisation macroscopique
Caractérisation microscopique
Caractérisation biochimique
Type fermentaire
Production des exopolysaccharides
Recherche de l’arginine dihydrolase
Caractérisation physiologique
Utilisation du citrate
Production d’acétoïne
Identification par les galeries API20 Strep et API50 CH
Identification génomique
Visualisation des produits de PCR après amplification de 16S ARNr
Séquençage partiel de ADNr 16S
Analyse phylogénétique des souches de Leuconostoc
Identification protéomique des souches de Leuconostoc par MALDITOF MS
2. Les fonctionnalités technologiques des souches de Leuconostoc 
Activité acidifiante
Activité arômatisante
Activité texturante
Activité antimicrobienne
Extraction, purification et pré-identification des substances
antimicrobiennes de type bactériocine
Carcatérisation des substances antimicrobienne
Activité probiotique
Tolérance au stress acide
Tolérance aux sels biliaires
Résistance au mucus intestinal simulé additionné de pepsine
Activité non hémolytique
Résistance aux antibiotique
Activité antioxydante
3. Application des souches bioactives de Leuconostoc
Activité antibiofilm
La bioconservation d’une matrice alimentaire (la viande de bœuf fraîche)
4. Etude statistique des données par l’analyse en composantes principales
Conclusion & perspectives
Références bibliographiques
Annexes
Introduction

 

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